Depuis 2021, les États membres de l’Union européenne doivent publier sous un format standardisé les résumés non techniques (RNT) des projets d’expérimentation animale autorisés sur leur territoire.
Le système européen ALURES, qui recense ces RNT, est exclusivement en anglais et manque cruellement d’ergonomie (un nouvel outil proposé depuis 2026 résoud partiellement ce problème). L’OXA regroupe donc régulièrement ici les RNT français pour en faciliter l’exploration et la compréhension d’ensemble.
Le contenu des résumés non techniques est rédigé à des fins de communication par les établissements d’expérimentation animale. Ces résumés sont donc soumis, au minimum, au biais de désirabilité sociale, qui peut avoir pour conséquence de mettre en avant de manière détaillée les bénéfices attendus et de limiter les détails et la description des contraintes imposées aux animaux. Par ailleurs, n’étant pas sourcées ni soumises à une relecture par les pairs, les affirmations contenues dans les RNT sur des sujets scientifiques n’ont aucune valeur de preuve, mais fournissent des indications sur le cadre théorique dans lequel les établissements travaillent.
NB. La sélection d’une période temporelle, plutôt que d’une simple date, sera disponible dès que l’extension de filtrage utilisée le permettra.
La durée des projets, disponible dans la base ALURES, n’est pas indiquée ici dans la mesure où elle désigne uniquement une durée prévue d’autorisation et n’apporte aucune information sur la durée réelle des projets.
Documents
Niveau de souffrances
Dernières données ajoutées : 257 projets autorisés en mars 2026 (01/04/2026)
Etude de la pénétration intestinale de nanoparticules chez la souris dans le cadre de la vaccination muqueuse
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Objectifs
Développer des vaccins plus efficaces contre les infections au niveau des muqueuses est un enjeu important, notamment celles qui commencent au niveau des muqueuses. Les muqueuses sont en effet la porte d’entrée de nombreux virus et bactéries. Parmi elles, la muqueuse intestinale est particulièrement intéressante, car elle contient de nombreux éléments du système immunitaire et peut déclencher une forte défense directement à l’endroit où l’infection débute. Cependant, administrer un vaccin par voie orale est difficile à cause de l’acidité de l’estomac, des enzymes digestives et de la couche de mucus qui protège l’intestin. La pandémie du Covid-19 a permis le développement de nouveaux vaccins utilisant l’ARN messager (ARNm), une molécule naturellement présente dans notre organisme qui donne aux cellules les instructions pour fabriquer des protéines. Cet ARNm est transporté par des nanoparticules composées de lipides. Néanmoins, il n’existe encore aucun vaccin à ARNm pouvant être pris par voie orale. Pour relever ce défi, des nanoparticules combinant des lipides et des polymères pourrait offrir une meilleure protection de l’ARNm et faciliter son passage jusqu’à la muqueuse intestinale. L’objectif de ce projet est donc d’évaluer si ces nanoparticules peuvent atteindre et traverser la muqueuse intestinale, que ce soit après une administration directe dans l’intestin ou après une administration orale.
Bénéfices attendus
Ce modèle expérimental permet d’étudier comment les nanoparticules peuvent traverser la paroi de l’intestin. De plus, la résistance des nanoparticules à l’environnement digestif et leur répartition dans l’intestin seront évaluées après administration orale. Cette étude vise également à mieux comprendre la relation entre la composition des nanoparticules et leur comportement au contact de la muqueuse intestinale, afin de sélectionner les vaccins candidats les plus prometteurs. Le bénéfice majeur du projet à long terme est le développement d’un vaccin à ARNm administré par voie orale, pouvant être adapté à différents agents infectieux touchant le système digestif.
Procédures
Un groupe de 714 souris sera soumis à une chirurgie abdominale sans réveil et recevra donc une anesthésie générale d’une durée maximale de 1h45. Un autre groupe, composé de 518 souris, recevra une administration orale par gavage (1 fois/animal, durée de moins d’une minute).
Impact sur les animaux
Six heures avant l’anesthésie, les souris seront mises à jeun, mais avec un accès libre à l’eau, ce qui entraîne un stress. Les effets liés à l’intervention chirurgicale comprennent : • l’injection d’un traitement contre la douleur ; • l’anesthésie générale ; • les effets d’une anesthésie générale : les troubles cardio-respiratoires, la baisse de température corporelle, une déshydration ou une sécheresse des yeux ; • l’ouverture de l’abdomen, la manipulation des organes, la ligature de l’intestin ; • la fermeture de l’abdomen et de la peau ; • la durée de l’intervention. Les effets attendus liés à l’administration par voir orale : • le stress lié à la contention de l’animal, • l’administration orale par gavage chez des animaux conscients, provoquant un stress et une possible gêne après administration.
Devenir
A l’issu des trois procédures, l’ensemble des animaux seront mis à mort afin de prélever les organes d’intérêts.
Remplacement
Avant de tester les nanoparticules chez l’animal, des expériences ont été réalisées sur des cellules intestinales et immunitaires, ainsi que sur un modèle en trois dimensions reproduisant partiellement l’intestin humain. Cependant, ces modèles ne reflètent pas entièrement la réalité du corps vivant et ne possèdent pas certaines structures de la paroi intestinale.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été limité au minimum nécessaire pour atteindre les objectifs scientifiques du projet tout en garantissant des résultats fiables. Au total, le projet prévoit l’utilisation de 1232 souris sur une période de 5 ans. Des tests préliminaires ont permis de sélectionner uniquement les formulations les plus prometteuses, ce qui réduit fortement le nombre d’animaux nécessaires. L’optimisation des conditions expérimentales permettra, si les résultats sont prometteurs, de diminuer encore ce nombre. Les formulations seront évaluées et comparées progressivement. Celles ne donnant pas de résultats satisfaisants seront écartées, afin de concentrer les études sur un nombre restreints de candidats. A terme, seules quatre formulations seront retenues pour les étapes finales. De plus, des temps d’étude optimisés seront sélectionnées afin de réduire davantage le nombre d’animaux utilisés. Cette approche progressive et sélective permettra de limiter au maximum le nombre d’animaux.
Raffinement
Pendant l’intervention, les souris seront placées sous anesthésie générale. Un médicament analgésique sera également administré avant la chirurgie. Une surveillance étroite des animaux sera assurée notamment pour vérifier la profondeur de l’anesthésie. Un tapis chauffant sera utilisé pour maintenir la température corporelle et un film protecteur recouvrira la zone afin de limiter la déshydratation. Un gel sera appliqué sur les yeux pour éviter leur dessèchement. Des points limites sont définis afin de repérer rapidement tout signe de souffrance ou de problème chez les animaux. Si l’un de ces critères est atteint, des mesures seront prises immédiatement, et si nécessaire, l’animal sera mis à mort sans délai afin d’éviter toute souffrance.
Choix des espèces
La souris est un modèle couramment utilisé dans la recherche afin d’étudier comment des nanoparticules traversent la muqueuse intestinale. Dans ce projet, des souris mâles et femelles seront utilisées afin d’analyser la pénétration et l’interaction des nanoparticules avec la muqueuse intestinale. Des souris de plus de 7 semaines seront utilisées afin d’assurer un système immunitaire mature.
Etude de l’efficacité thérapeutique de nanoparticules pour la délivrance d’ARN chez un modèle murin d’inflammation intestinales aigüe et chronique
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Objectifs
L’objectif de ce projet est de vérifier si des nanoparticules biodégradables à base d’ARN peuvent atténuer efficacement l’inflammation intestinale, un problème majeur dans des maladies comme la colite. En induisant artificiellement une inflammation chez la souris, puis en administrant ces nanoparticules, nous pourrons mesurer leur impact sur les symptômes et l’évolution de l’inflammation. Si les résultats sont positifs, cela ouvrira la voie à de nouvelles approches thérapeutiques pour les personnes souffrant de maladies inflammatoires de l’intestin. Les maladies inflammatoires de l’intestin sont des troubles auto-immuns caractérisés par une inflammation sévère et récurrente de la paroi du tube digestif. Ces maladies, en augmentation dans les sociétés modernes, sont graves et les traitements actuels peinent à offrir une efficacité durable, entraînant souvent des effets secondaires pour les patients. Il est donc important de développer des approches thérapeutiques nouvelles et mieux ciblées. Ce projet de recherche a pour but de mettre au point une approche thérapeutique innovante, utilisant une nanoparticule capable d’améliorer la prise en charge de ces pathologies inflammatoires. Ce projet d’expérimentation sur un modèle animal vise précisément à étudier l’efficacité thérapeutique de nanoparticules à base d’ARN, biodégradables et biocompatibles, dans un modèle de maladie intestinale inflammatoire (comme celles de type Crohn et colite ulcéreuse). Le projet s’inscrit dans une démarche scientifique et médicale visant à répondre aux interrogations suivantes : 1. Déterminer si les nanoparticules à base d’ARN, administrées par voie orale, sont capables de réduire efficacement l’inflammation intestinale. 2. Comprendre les mécanismes moléculaires par lesquels les nanoparticules à base d’ARN modulent la réponse inflammatoire dans l'intestin.
Bénéfices attendus
À court terme, le projet apportera des réponses sur l’efficacité des nanoparticules à base d’ARN pour traiter l'inflammation intestinale dans des modèles murins, tout en améliorant la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués. Il jettera également les bases pour de futures applications thérapeutiques en médecine humaine. À long terme, ces nanoparticules pourraient représenter une nouvelle génération de traitements ciblés pour les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin, avec moins d'effets secondaires et un potentiel pour des thérapies personnalisées. Ainsi, ce projet pourrait significativement faire progresser les connaissances scientifiques tout en ayant un impact majeur sur le développement de nouvelles thérapies cliniques pour les maladies inflammatoires.
Procédures
Dans les différentes procédures : - les animaux seront rasées sur une petite zone du dos (1,5x1,5cm, une seule fois en début de procédure, 1 minute) - les animaux recevront une ou plusieurs (6 maximum) administrations intra-rectale (5 minutes maximum pour l’ensemble du geste), sous anesthésie et plusieurs administrations (6 maximum) par gavage oral (moins d’une minute pour le geste), sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
La manipulation des animaux (contention, pesée et anesthésie) pourra entraîner un état de stress. La rasage (tondeuse) nécessaire à la pré-sensibilisation au produit peut créer une légère irritation. L’injection d’un agent chimique va induire une inflammation au niveau de l’intestin peut se traduire par une perte de poids, une consistance des selles particulière et une présence de sang dans les selles. L’administration par voie orale est un geste rapide (moins d’une minute). Toutefois, cela pourrait éventuellement provoquer une légère irritation au niveau de l’œsophage.
Devenir
Pour chacune des procédures : Tous les animaux seront mis à mort soit à la fin de l’étude soit à différents points temporels afin de réaliser des études ex-vivo post mortem.
Remplacement
Bien que les tests en laboratoire (in vitro) soient utiles pour des études préliminaires, ils ne peuvent pas simuler toute la complexité des interactions biologiques qui existent dans un organisme complet. Ces études en laboratoire nous ont déjà permis de démontrer que nos nanoparticules sont stables dans des conditions physiologiques variées (milieux qui simulent les fluides gastrique et intestinal) et qu'elles sont compatibles avec des cellules immunitaires et intestinales. Cependant, pour évaluer efficacement notre traitement dans le cadre de l’inflammation intestinale, il est indispensable d’avoir recours à des tests sur organisme vivant (in vivo). 1. Tolérance et sécurité globales : Pour garantir que le traitement ne déclenche pas de réactions indésirables ou toxiques dans un organisme entier, un modèle vivant est essentiel. 2. Interaction avec le microbiote intestinal : Le microbiote joue un rôle clé dans l’inflammation intestinale. Un modèle in vivo permet d’examiner comment les nanoparticules interagissent avec cette communauté complexe de micro-organismes, un élément qui ne peut être simulé de manière fiable en laboratoire. 3. Réalité des conditions de maladie : Les organismes vivants reproduisent les conditions pathologiques réelles, permettant ainsi de tester la réponse au traitement dans des conditions proches de celles rencontrées par les patients. 4. Effets dynamiques dans l’intestin : L’inflammation intestinale modifie des processus comme la perméabilité de l’intestin et son activité motrice, qui influencent directement l’efficacité des traitements oraux. Un modèle in vivo est donc nécessaire pour vérifier si nos nanoparticules parviennent à atteindre la cible thérapeutique. En somme, l’utilisation d’un modèle vivant permet de recréer un environnement biologique complet et complexe, essentiel pour confirmer l’efficacité, la biocompatibilité, et la sécurité de notre traitement dans des conditions proches de celles de l’humain.
Réduction
Dans l’ensemble de notre projet, le nombre d’animaux nécessaires a été déterminé au minimum mais néanmoins suffisant pour pouvoir réaliser une analyse statistique pertinente.
Raffinement
Pour préparer les souris au projet, nous les acclimaterons pendant une semaine pour réduire leur stress. Pendant tout le protocole, nous veillerons à leur bien-être et prendrons des précautions pour minimiser toute souffrance ou stress. Dans leurs cages, elles auront des objets comme des petites maisons et du paillage pour les distraire, et seront placées en groupes de cinq car elles sont sociables. Les souris seront transportées en toute sécurité dans des boîtes fermées et isolées du bruit. Toutes les souris seront observées pendant chaque pesée (tous les jours) afin de détecter une éventuelle apparition de signes de souffrance. Quand cela sera nécessaire, des experts montreront les techniques spécifiques pour minimiser le stress des souris. Si elles perdent trop de poids, nous ajouterons de la nourriture humide et de l'eau gélifiée pour les aider à s'alimenter. Si le rasage (tondeuse) provoque une irritation, la litière pourra être adoucie. Avant l’administration intra-rectale, les souris recevront une anesthésie légère, et nous humidifierons leurs yeux pour les protéger. Les points limites seront évalués quotidiennement à partir de l’induction de la pathologie, selon une grille de score : il varie de 0 à 4. De plus les critères comportementaux et apparences seront également pris en compte. Un traitement palliatif sera mis en place dès lors que la situation nécessaire et possible laissant une possibilité de rémission et non mise à mort systématique après 24h.
Choix des espèces
Le développement de nouvelles thérapies types nanoparticules nécessite une évaluation chez le petit animal en complément des études in vitro pour déterminer leur devenir et leur efficacité in vivo. La souris représente un modèle expérimental privilégié pour mimer la physiopathologie des maladies inflammatoires intestinales. Le modèle d’inflammation intestinale induite par l’agent chimique d’intérêt est déjà bien établi et mime la pathologie humaine que nous ciblons. Le modèle choisi est décrit dans la littérature pour être sensible à l’induction d’une inflammation intestinale, contrairement à d’autres. Ce modèle nous permettra donc d’acquérir les données nécessaires pour démontrer l’efficacité thérapeutique notre nanoparticule. Les animaux utilisés auront environ 6 semaines au début des procédures, conformément aux données de la littérature indiquant que les souris de cet âge sont plus réceptives au développement d'une inflammation intestinale après administration de l’agent chimique. Au-delà de cet âge, l'induction d'une inflammation intestinale devient plus difficile.
Toxicité et toxicocinétique de nanoparticules administrées par voie pulmonaire
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Objectifs
Le projet dans lequel est inclus cette étude vise à concevoir et développer des produits intégrant des nanoparticules biosourcées aux propriétés antimicrobiennes, efficaces contre de nombreux pathogènes, tout en garantissant la sécurité pour l’humain et l’environnement. Il s’appuie sur une évaluation des dangers et des risques, combinant des nouvelles approches méthodologiques, notamment des tests in vitro et des études in vivo en vue d’une future validation réglementaire. Dans ce contexte, cette étude a pour objectif d’évaluer la toxicité et la toxicocinétique de l’exposition par voie pulmonaire de trois substances candidates au développement d’un revêtement antimicrobien autodésinfectant chez le rongeur (rats).
Bénéfices attendus
Le projet dans lequel est inclus cette étude a pour objectif de développer des produits intégrant des nanoparticules biosourcées aux propriétés antimicrobiennes, efficaces contre de nombreux pathogènes, tout en garantissant la sécurité pour l’humain et l’environnement. Il s’appuie sur une évaluation des dangers et des risques, combinant des nouvelles approches méthodologiques, notamment des tests in vitro et des études in vivo en vue d’une future validation réglementaire. Cette étude permettra en particulier de caractériser les effets sur la santé liés à une exposition par voie pulmonaire à des nanoparticules candidates au développement d’un revêtement antimicrobien autodésinfectant. Les résultats du projet seront publiés dans des revues scientifiques et pourront trouver des applications à court terme, tandis que des brevets pourront être déposés pour protéger les formulations développées.
Procédures
Observations cliniques et pesées (moins de 5 min) : au moins 2 fois/semaine, au maximum tous les jours. Administration par voie respiratoire sous anesthésie générale (moins de 10 min par administration) : 3 fois durant 1 semaine à raison d’1 fois/jour tous les 2 à 3 jours (traitement mercredi, vendredi et lundi).
Impact sur les animaux
Administration par voie respiratoire (modérée) : stress lié à l’anesthésie, et inflammation potentiellement induite par la méthode d’administration et l’administration par voie respiratoire des substances d’essai. De manière générale, la manipulation des animaux pourra modifier leurs réactions à la préhension et leur niveau d’activité, et une légère perte de poids pourra être observée dans les jours qui suivront les administrations (effets habituellement relevés suite à l’application de cette méthode d’administration par voie respiratoire chez des animaux témoins de même souche, âge et sexe). Les expositions aux substances d’essai pourront également induire des effets locaux et systémiques susceptibles de faire souffrir les animaux. Des signes cliniques anormaux, affectant notamment la respiration, les muqueuses et la physiologie, pourront être observés.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure pour réaliser un examen interne, et prélever et analyser des échantillons biologiques.
Remplacement
Il n’existe pas actuellement de méthodes alternatives à l’expérimentation animale qui permettent seules de déterminer la toxicité subaiguë et la toxicocinétique de nanoparticules suite à une exposition par voie pulmonaire et qui soient reconnues d’un point de vue réglementaire et scientifique. La complexité du système respiratoire, la nécessité d’une évaluation intégrée et dynamique, les propriétés spécifiques des nanoparticules, les limites actuelles des méthodes alternatives et les attentes réglementaires justifient le recours à des études in vivo. Concernant le choix des animaux, le projet suivra les recommandations des lignes directrices de l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques pour les études d’exposition par inhalation (utilisation de rats mâles et femelles) à l’âge adulte et de souches couramment utilisées en laboratoire.
Réduction
Les modalités d’essai ont été définies compte tenu des résultats d’études antérieures in vitro réalisées dans le cadre du projet, des données toxicologiques et physico-chimiques disponibles sur les substances d’essai, et des objectifs de l’étude. Le nombre d’animaux qui sera utilisé a été déterminé conformément aux recommandations des lignes directrices de l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques pour l’évaluation de la toxicité par inhalation, ainsi qu’en fonction de l’effectif nécessaire et suffisant pour permettre une analyse statistique pertinente et robuste des données ex vivo de pathologie clinique et de toxicocinétique qui seront générées. Les groupes seront comparés par les tests appropriés au traitement de chaque type de données et à leur distribution. Plusieurs paramètres seront évalués sur un même animal, permettant ainsi de minimiser le nombre de rats utilisés.
Raffinement
A réception des animaux au laboratoire, une période d’acclimatation d’au moins 5 jours sera respectée. Ils seront hébergés à plusieurs par cage (2 ou 3 selon leur poids) par modalité d’essai pour leur socialisation. Un animal sera séparé de ses congénères en cas de lésions, d’agressivité, de respiration anormale ou de comportement anormal. Un fond sonore sera diffusé la journée pour leur permettre de s’habituer au bruit généré par les manipulations et limiter le stress des expérimentations. Du matériau leur permettant de nidifier et du matériau en bois à ronger seront disposés dans leurs cages d’hébergement. Les administrations par voie respiratoire seront réalisées sous anesthésie générale. Les animaux seront observés attentivement au plan clinique dans les heures qui suivront chaque administration, et jusqu’à ce que leur bon état de santé soit avéré. Des points limites relatifs à l’apparition de signes de douleur et des actions correctives visant à soulager les animaux ont été définis en adéquation avec les informations toxicologiques disponibles sur les substances étudiées et les paramètres étudiés pour assurer leur bien-être.
Choix des espèces
Ces expérimentations seront réalisées chez le rat car sa physiologie est largement connue et car il constitue un modèle de prédiction des effets respiratoires et systémiques reconnu par la réglementation (cf. Document d'orientation de l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques n°39). Ce projet suivra les recommandations des lignes directrices de l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques d’évaluation de la toxicité par inhalation, d’utilisation d’animaux jeunes adultes, mâles et femelles, âgés au moment du traitement de 7 à 12 semaines.
Utilisation de nouvelles nanoparticules dans deux modèles de cancer du pancréas chez la souris
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Objectifs
Le cancer du pancréas est la 12e forme de cancer la plus fréquente, mais l’une des plus meurtrières, avec un taux de survie très faible. En France, environ 15 000 nouveaux cas par an (légèrement plus d'hommes que de femmes) sont diagnostiqués avec une incidence en augmentation depuis plusieurs décennies, en partie à cause du vieillissement de la population et de facteurs de risque (tabac, obésité, diabète, alcool...). La survie du cancer du pancréas reste malheureusement l’une des plus faibles parmi tous les cancers, en raison de son diagnostic souvent tardif et de sa progression rapide. En France la survie nette à 5 ans (tous stades confondus) est : Hommes =environ 9% et Femmes = environ 10%. L’objectif de ce projet est de faire une étude préliminaire (étude pilote) qui lévera des verrous techniques (variabilité des modèles, voies optimales d’injection des nanoparticules) et scientifiques pour les choix du projet global à venir par la suite. Il s’agit d’une première partie d’étude préclinique pour le développement in fine de nanoparticules thérapeutiques seules ou chargées dans des macrophages humains ou dans des cellules souches mésenchymateuses humaines qui seraient utilisées comme vecteurs. Ces nouvelles nanoparticules seront utilisées dans le traitement du cancer du pancréas. Plus précisement, les NP particules utilisées seront utilisées en présence de champs magnétiques et ce afin de valider une approche thérapeutique par hyperthermie magnétique. Ceci sera détaillé lors du dépôt de la seconde DAP dans laquelle le protocole thérapeutique sera détaillé. Le projet se découpe en 2 procédures expérimentales : La première procédure expérimentale vise à caractériser le développement tumoral de deux modèles in vivo chez des animaux immunodéficients. La deuxième procédure expérimentale vise à démontrer la tolérance et la bioaccumulation des nanoparticules dans les tissus en comparant deux voies d’administration.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus pour le projet global sont de pouvoir valider une nouvelle nanoparticule pour le traitement des glioblastomes. Cette partie courte nous aidera à démontrer la bioaccumulation des nanoparticules dans la tumeur en quantité suffisante pour une efficacité in vivo supplémentaire par activation par hyperthermie magnétique. Une deuxième étape sera ensuite réalisée, sur la base des résultats de l'étude pharmacocinétique/biodistribution pour planifier l'étude de l'efficacité thérapeutique, limitant les groupes expérimentaux.
Procédures
Les animaux sont soumis à plusieurs types d’interventions avec les durées moyenne - max : - chirurgie : injection de cellules sous-cutanée de cellules tumorales = 5-10 min /souris - injection IV molécule d'intérêt (véhicule, particule avec dose 1 ou dose 2 couplée aux macrophages ou cellules mesenchimateuse) = 10-15 min /souris - imagerie corps entier sous anesthésie gazeuse = 15-20 min / souris - mis à mort = 5-10 min / souris. Les souris suivront donc 1 intervention pour linoculation des tumeurs, 1 injection de la molécule et 1 imagerie suivie de la mise à mort.
Impact sur les animaux
D’après l’expérience du laboratoire concernant les procédures expérimentales, nous pouvons imaginer observer une perte de poids et de motricité chez les animaux ayant développé des tumeurs sous-cutanées de volume important. Cette étude vise des tumeurs controlées et réduites. L’inoculation de tumeur sous-cutanée peut induire des douleurs, juste après l’inoculation. Pour la deuxième procédure, l’injection des nanoparticules véhiculées dans les macrophages, cellules mesenchimateuses ou contrôle est prévue en intraveineux. Une gêne autour de la veine de queue utilisée peut apparaître à ce moment. Dans le groupe avec une tumeur, les douleurs dues à l’inoculation de la tumeur en sous-cutanée peuvent apparaître juste après l’inoculation.
Devenir
Tous les animaux seront inclus dans cette procédure qui prévoit une mise à mort pour prélèvement d'organes à la suite de l'imagerie.
Remplacement
L’utilisation de modèles in vivo permet d’intégrer différentes composantes, indispensables à la compréhension des mécanismes de développement tumoral et de réponses aux traitements. Ce projet a été initié sur des cultures de lignées humaines de cancer de pancréas afin de déterminer le comportement de ces lignées. Ce projet ne peut cependant pas être intégralement effectué sur ces modèles de remplacement in vitro ou in silico. Le projet par lui même est une première étude pour valider la biodistribution de la molécule d’intérêt qui traitera in fine des cancers. Ayant eu cette validation, une suite est prévue une fois ces informations traitées pour l'étude des effets thérapeutiques avec la réduction des groupes expérimentaux.
Réduction
Nous avons établi des groupes d’animaux minimaux pour permettre de suivre l’évolution de la tumeur pour l’utilisation des nanoparticules dans les macrophages et les cellules mesecnhimateuses. De plus, des simulations statistiques ont été réalisées à l’aide de données issues de la litérature. Ces simulations ont été faites à l’aide d'un outil informatique.
Raffinement
À leur arrivée, les animaux seront placés en groupe sociaux de 4 individus par cage, dans des cages standards répondant aux normes européennes. Ils bénéficieront d’un temps d’adaptation avant toute expérimentation de minimum 6 jours et également d’enrichissement dans leur cage (roue d’activité, cartons, coton). Une surveillance étroite des animaux sera effectuée, de leur arrivée à la fin du protocole, par un personnel compétent, afin de déterminer leur état général (mesure du poids, évaluation de l’apparence physique, respiration). Si nécessaire, ce même personnel mettra en place des mesures afin d’améliorer le bien-être animal. Cette évaluation sera faite deux fois par semaine incluant une mesure de poids par balance et mesure des volumes tumoraux au pied à coulisse. Cette surveillance inclut également un scoring avec des paramètres d’interaction sociale, associés à la perte de poids et motricité autour de l’évaluation du point limite. La procédure a été pensée de manière à limiter au maximum la souffrance animale par l’administration d’agents analgésiques et anesthésiques appropriés.
Choix des espèces
Concernant le choix des souris, nous nous intéressons aux souris qui sont immunodéficientes et fréquemment utilisées dans les modèles précliniques de cancérologie, en particulier pour greffes de cellules humaines. L'immunité de la souche utilisée est spécifique pour une réponse immunitaire très réduite et une très bonne tolérance, ce que améliore la prise tumorale, indispensable à ce projet. L’ensemble des animaux utilisés dans cette étude seront de jeunes adultes âgés de 8 semaines en début de protocole. A ce stade, tous les organes sont formés et fonctionnels.
Étude préclinique du potentiel thérapeutique de nanoparticules d’apolipoprotéine A1 chargées en molécules d’intérêt clinique dans la fibrose pulmonaire expérimentale chez la souris.
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
Objectifs
Les nanoparticules que nous produisons sont des reconstitutions simplifiées de molécules présentes dans notre organisme dont le rôle principale est d'éliminer le cholestérol. Ces nanoparticules possèdent aussi des propriétés protectrices pour l'appareil cardio-vasculaire, tel qu'une activité anti-inflammatoire. Ainsi, plusieurs industriels pharmaceutiques ont utilisés ces nanoparticules pour tester leurs potentiels thérapeutiques dans les maladies cardiovasculaires. L'administration de ces nanoparticules était réalisée par injections intraveineuses répétées. Une autre voie d'administration, l'aérosolisation, permettrait de cibler directement les poumons. Il se trouve que les cellules pulmonaires sont capables de reconnaitre et d'utiliser ces nanoparticules. Aujourd'hui, aucune étude n'a montré la transposition du potentiel thérapeutique de ces nanoparticules dans les maladies respiratoires. Nous avons réussis à produire et enrichir ces nanoparticules avec différentes molécules thérapeutiques et montré un effet protecteur dans un modèle in vitro. Les objectifs du projet sont d'évaluer le potentiel thérapeutique de l'aérosolisation des nanoparticules enrichies dans deux modèles complémentaires de fibrose pulmonaire in vivo: (i) la fibrose pulmonaire induite par une alimentation riche en graisse et (ii) la fibrose pulmonaire induite par un agent chimique.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera une preuve de concept de l’efficacité des nanoparticules A1NP enrichies à prévenir le développement de fibrose pulmonaire dans différents contextes pathologiques. Cette stratégie pourrait révolutionner la prise en charge des diabétiques en offrant un traitement ciblé et non invasif capable d’interrompre la progression de cette complication pulmonaire, améliorant ainsi la qualité de vie des patients et réduisant la mortalité. La voie inhalée est une stratégie thérapeutique prometteuse qui améliorera l'observance et l'autonomie des patients. Des études précliniques et cliniques de ces dernières années ont démontré la capacité des nanoparticules lipidiques inhalées à délivrer localement divers médicaments dans les poumons, notamment des produits chimiothérapeutiques, des vasodilatateurs, des antibiotiques, des ARNm, des siARN et des mucolytiques, pour le traitement de maladies pulmonaires telles que les cancers pulmonaires, les maladies pulmonaires obstructives et les infections respiratoires. Les nanoparticules lipidiques ont permis d’atteindre cet objectif tout en améliorant la stabilité des médicaments, en réduisant la toxicité systémique et en permettant une concentration locale plus élevée du médicament dans les poumons. En diminuant la fréquence et la gravité des complications pulmonaire, cette thérapie innovante pourrait réduire significativement les coûts liés aux soins à long terme, à l’hospitalisation, et à la prise en charge des incapacités. Elle répond ainsi à un besoin urgent de solutions thérapeutiques efficaces face à la charge croissante que représente les maladies respiratoires pour les systèmes de santé mondiaux.
Procédures
Les animaux seront soumis à des inhalations de nanoparticules (1056 animaux au total maximum). Le geste technique d'inhalation des nanoparticules dure environ 5 minutes et se fait sur animaux vigiles. Parmi ces animaux, la moitié auront une mesure de leur fonction respiratoire (528 animaux au total maximum). Certains animaux auront reçu une dose d'un agent chimique (640) et certains auront eut un régime riche en graisse (192). L'administration de l'agent chimique dure environ 1 minute et la mesure des fonctions respiratoires dure environ 10 minutes. Ces deux interventions sont réalisées sous anesthésie générale. Dans le modèle 1 (fibrose pulmonaire induit par un régime riche en graisse), nous aurons : - Etude pilote (32) : 8 inhalations de nanoparticules par souris. - Etude (320) : chaque groupe de souris contient 32 souris (16 pour la fonction respiratoire et 16 pour l'analyse histologique), il y a 8 inhalations de nanoparticules par souris. Dans le modèle 2 (fibrose pulmonaire induit par un agent chimique), nous aurons : - Etude (352 souris avec de l'eau normale et 352 souris avec de l'eau sucrée) : chaque groupe de souris contient 32 souris (16 pour la fonction respiratoire et 16 pour l'analyse histologique), les souris reçoivent soit une dose de solution physiologique ou une dose de l'agent chimique. Puis les souris reçoivent 3 ou 6 inhalations de nanoparticules par souris.
Impact sur les animaux
- Nuisance modérée du régime riche en graisse. - Nuisance modérée de la mesure de glycémie. - Nuisance modérée pour les administrations pulmonaire. Cette technique est réalisé sous anesthésie générale et ne dure qu'une minute. - Nuisance sévère pour la mise en place de la fibrose pulmonaire induite par l'agent chimique. - Nuisance sévère pour la mesure des fonctions respiratoires.
Devenir
Chaque animale est euthanasié afin de pouvoir collecter les poumons pour analyses biologiques.
Remplacement
La complexité des processus physiologiques se déroulant lors de la fibrose pulmonaire ne sont pas modélisables par des techniques in vitro. Les processus de dégradation et de fibrose du tissu pulmonaire impliquent plusieurs types cellulaires : neutrophiles, macrophages, cellules endothéliales, fibroblastes, pneumocyte de type 1 et 2 entres autres. De plus, plusieurs processus physiologiques se mettent en place lors de la fibrose tel que l’inflammation et le stress oxydatif. A l'heure actuelle, nous ne pouvons réaliser des procédures in vitro permettant d'intégrer l'ensemble de ces acteurs cellulaires et de signalisation.
Réduction
Le nombre d'animaux de cette étude se base sur des publications scientifiques ayant décrit des résultats significatifs avec des approches similaires. Ainsi, nous avons réduit à 8 le nombre de souris par groupe pour les analyses statistiques.
Raffinement
Pour garantir un environnement optimal, les animaux seront logés dans des cages offrant un espace suffisant, avec un maximum de 5 animaux par cage. Cet aménagement limitera au maximum les contraintes subies et permettra un comportement normal. De plus, l’environnement sera enrichi avec des matériaux pour se nicher et jouer, contribuant ainsi à leur bien-être. Les animaux seront observés de façon continue pendant les 30 premières minutes après l’aérosolisation, puis 3 à 6 fois par jour afin de nous assurer de leur bien-être et de ne pas laisser un animal en souffrance. Tout signe de souffrance ou de comportement anormal sera rapporté immédiatement au vétérinaire référent afin de prendre les mesures adéquates. Les procédures invasives seront réalisées sous anesthésie générale par une personne qualifiée, conformément aux protocoles en vigueur pour minimiser la douleur et le stress des animaux. Nous observerons et analyserons divers points limites qui ont été définis pour évaluer leur bien-être. Si l'un de ces points limites est atteint, cela sera signalé immédiatement au vétérinaire référent. Celui-ci évaluera la situation et pourra décider de l'arrêt de l'expérimentation. Pour compléter le raffinement des procédures, une injection d’analgésique sera réalisée avant chaque intervention et chaque fois que la souris démontrera des signes de douleurs. La mise en place d’une étude pilote permettra aussi d’améliorer les manipulations de l’expérimentateur.
Choix des espèces
La structure et la fonction du système respiratoire des souris présentent des similitudes avec celles des humains, bien que les différences existent en termes de taille et de complexité. Les souris possèdent des bronchioles, des alvéoles, et des cellules immunitaires pulmonaires similaires à celles des humains, ce qui permet d'étudier les effets des traitements inhalés. Les souris montrent des réponses inflammatoires et immunitaires comparables à celles des humains lorsqu'elles sont exposées à des agents pathogènes ou à des stimuli nocifs, permettant ainsi d'évaluer les réponses thérapeutiques des nanoparticules. Les modèles murins de fibrose pulmonaire sont bien établis et peuvent être induits par diverses méthodes telles que l'exposition à des agents chimiques. Ici, les souris sous régime riche en graisse ou exposées à un agent chimique en condition hyperglycémique reproduisent les caractéristiques clés de la fibrose pulmonaire humaine, en prenant en compte les perturbations métaboliques. Animaux adultes entre 8 et 10 semaines. À l'âge de 8 à 10 semaines, les souris ont atteint une maturité physiologique qui leur permet de mieux refléter les caractéristiques pulmonaires des adultes humains. Les structures alvéolaires et les voies respiratoires sont pleinement développées, ce qui est crucial pour étudier les changements pathologiques induits par la fibrose pulmonaire. Les souris de cet âge possèdent un système immunitaire mature mais encore flexible, permettant une réponse inflammatoire et immunitaire comparable à celle observée chez les adultes humains. Cela est important pour étudier les mécanismes inflammatoires et immunopathologiques de la fibrose. Enfin, à cet âge, les souris ont un niveau d'activité physique, de métabolisme et de croissance relativement stable, ce qui minimise les facteurs confondants qui pourraient influencer les résultats expérimentaux.
Etude préliminaire pour optimiser les effets photothermiques des nanoparticules d’or pour le traitement d’un mélanome malin sur un modèle murin immunodéprimé
- Recherche appliquée
- Cancers
Objectifs
Les cancers de la peau de type mélanome concernent près de 80 000 patients par an en France. Le traitement chirurgical demeure le standard dans la majorité des situations mais il est associé à un impact physiologique et physique indéniable pour ces tumeurs situées principalement sur les zones exposées au soleil, tel que le visage. Les immunothérapies (activation du système immunitaire du patient) ont montré des résultats spectaculaires au cours de ces dix dernières années. En effet, les immunothérapies induisent des taux de réponse jusque-là inégalés chez les patients atteints de mélanome métastatique . Malheureusement, certains patients demeurent insensibles aux immunothérapies notamment par des mécanismes de résistances innées. De plus, d’autres patients, pourtant répondeurs au traitement en première intention, présentent des évolutions tumorales secondaires souvent liées à des mécanismes de résistance acquis.Dans ce contexte général, les principaux objectifs de ce projet sont d’étudier les effets de la photothérapie thermique plasmonique (PPTT, des molécules synthétiques qui absorbent l'énergie d'un laser proche infra rouge pour tuer les cellules tumorales en dégageant de la chaleur) sur le mélanome avancé métastatique utilisée seule ou en combinaison avec une immunothérapie .Ce projet cherche à déterminer l’impact in vivo de la combinaison de la PPTT des nanoparticules d'or injectées dans les tumeurs et une immunothérapie . Avant de commencer l’étude préclinique combinant traitement PPTT et immuno thérapie sur des souris humanisées ( souris qui ont la même réponse immunitaire qu'un humain) , nous devons en premier lieu réaliser une étude préliminaire sur des souris immunodéprimées ( le même fond génétique que les souris qui seront humanisées dans le projet final ) porteuses d’un mélanome humain ,afin de valider la concentration des volumes de nanoparticules d’or à injecter , la fréquence d’injection ainsi que les effets de l’hyperthermie sur ces tumeurs. L’objectif est d’évaluer l’impact direct de la PPTT dans un modèle murin porteur de mélanome humain.
Bénéfices attendus
L’objectif est d’évaluer l’impact direct de la photothérapie par laser sur des souris porteuses de tumeurs cutanéees humaines. Après avoir gréffé sur la peau les cellules tumorales, les souris seront traitées ou non à l’aide dd'un composé de nanoparticules d'or à différentes concentrations et l’évolution de la croissance tumorale sera suivie au pied à coulisse digital afin d'avoir des des données préliminaires sur une étude à plus grande échelle combinant le traitement photothérapie et l'immunothérapie sur souris humanisées ce qui permettera de raffiner la procédure d'une part et d'optimiser le volume d'injection de nanoparticules et la fréquence optimum du traîtement laser
Procédures
induction tumorale : 10mn Injection de nanoparticule : 10mn irradiation laser :10mn Prélèvement sanguin : 2 prélèvements de 5mn pour 20 souris , 1 prélèvements de 5mn pour 5 souris Mesure tumorale 10mn par animaux ,3 fois par semaine pendant 4mois ou jusqu'à que le volume total des tumeurs ai atteint la taille limite .hébergement individuel avec en cage métabolique 24h avec maintien de contact visuel et auditif entre individu.
Impact sur les animaux
perte de poids, déshydratation, pousse tumorale et modifications cutanées apparaissant avec le traitement (ulcération, coloration de la peau, inflammation).nuisances liées à l'anesthésie gazeuse, hématome lié aux prélèvements sanguins , isolement de 24h en cage métabolique
Devenir
L'ensemble des animaux de l'étude seront mis à mort afin de récupérer les tissus et les analyser par la suite
Remplacement
Afin de pouvoir évaluer de nouvelles thérapies, les modèles animaux sont un passage obligatoire après l'évaluation in vitro. Le rongeur est le modèle le plus utlisé actuellement pour l'évaluation de nouvelles thérapies en l'occurence sur cette étude cela sera des souris.De plus pour des raisons se rapprochant du clinique et donc de l'humain nous devons uriliser des souris immunodéprimées car cela sera le modèle utilisé pour humanisation à la suiite de cette étude préliminaire , or il n'existe à ce jour aucun autre modèle de rongeur humanisé.
Réduction
Nous avons déterminé 5 souris par groupe car c'est le nombre minimum de souris nécessaire pour avoir des résultats significatifs. De plus nous avons fait le choix que chaque animal soit son propre contrôle afin de réduire le nombre de groupe et donc le nombre d'animaux.
Raffinement
Pour le suivi tumoral, des mesures au pied à coulisse seront réalisées tous les 2 jours avant traitement puis 3 fois par semaine. C’est une technique non invasive qui permet de suivre la croissance tumorale sans avoir à sacrifier les animaux. La procédure est indolore pour l’animal.En ce qui concerne l’injection de nanoparticules, elle se fera en intratumorale . Les deux doses testées ayant déjà été utilisées chez l'animal nous savons qu'elles sont bien tolérées. Enfin, en ce qui concerne l'irradiation infra-rouge, elle se fera sur animal anesthésié par voie gazeuse avec injection au préalable d'analgésique en sous-cutanée pour palier à la douleur que pourrait engendrer l'hypethermie.Les souris seront hébergées dans des cages adaptées à l'intérieur des salles d'hébergement de l'animalerie où l'ambiance est parfaitement contrôlée (hygrométrie, température, ventilation, bruit). De plus, les cages sont équipées d'enrichissement pour limiter le stress.Afin que l'immunité défaillante des animaux ne s'exprime pas, ils seront hébergés en portoir ventilé et le change est effectué sous hotte avec du matériel autoclavé.Lors de chaque étape du protocole pouvant engendrer un stress ou une douleur (double greffe , injection de nanoparticules et irradiation laser), les animaux seront anesthésiés sous anesthésies gazeuse et de l'anamlgésique sera injectée en sous-cutanée. Cette injection pourra être renouvelée 12 heures plus tard si nécessaire (signes de douleur chez l'animal).Enfin pour éviter des hématomes liés aux prélèvement sanguin , le site de prélèvement sera comprimé grace à une compresse stérile jusqu'à l'arrêt du saignement.
Choix des espèces
Afin de pouvoir évaluer de nouvelles thérapies, les modèles animaux sont un passage obligatoire après l'évaluation in vitro. Le rongeur est le modèle le plus utlisé actuellement pour l'évaluation de nouvelles thérapies en l'occurence sur cette étude cela sera des souris.De plus pour des raisons se rapprochant du clinique et donc de l'humain nous devons uriliser des souris immunodéprimées car cela sera le modèle utilisé pour humanisation à la suiite de cette étude préliminaire. Animaux jeunes adultes de 6 à 8 semaines. Les prises de greffe sont plus homogènes sur des individus jeunes.
Impact d’un prétraitement par nanoparticules lipidiques sur la biodistribution d’agents thérapeutiques
- Recherche appliquée
- Cancers
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’améliorer l’efficacité des traitements administrés par voie intraveineuse (IV) et de réduire leur toxicité en modifiant la biodistribution des agents thérapeutiques grâce à leur association à une nanoparticule lipidique. La circulation dans le sang des médicaments est essentielle à l’efficacité thérapeutique. Pour atteindre sa concentration maximale dans le tissu cible, comme la tumeur en oncologie, les médicaments doivent surmonter un obstacle biologique de taille : la clairance hépatique. Le rôle du foie est de filtrer le sang afin d’éliminer les composés toxiques, dont un grand nombre de médicaments. Ainsi, de nombreux candidats thérapeutiques prometteurs administrés par voie IV présentent une circulation dans le sang faible, qui se traduit par une accumulation faible ou nulle dans le tissu cible et par une toxicité hors cible potentiellement élevée. Par conséquent, si beaucoup de médicaments présentent un potentiel à l’échelle du laboratoire, la plupart n’ont pas d’avenir clinique. Afin de surmonter cet obstacle, une nanoparticule lipidique a été développée pour augmenter de façon temporaire la biodisponibilité des thérapies administrées par voie IV et pour minimiser le risque d’effets en dehors de la cible. La nanoparticule lipidique est destinée à occuper temporairement les voies hépatiques responsables de la clairance thérapeutique, afin de permettre à un médicament donné de plus fortement s’accumuler dans les tissus cibles pour augmenter son efficacité, tout en minimisant le risque de toxicité hépatique chez le patient. Cette étude a pour but de mieux comprendre comment certains médicaments se répartissent dans le foie après injection. Elle fait suite à une première recherche ayant montré que plusieurs de ces médicaments ont tendance à s’accumuler dans cet organe. Pour cela, ces médicaments vont être testés, seuls ou associés à la nanoparticule lipidique, sur des souris en bonne santé. L’objectif est d’observer comment les médicaments se répartissent entre les différents types de cellules du foie, et de voir si l’ajout de la nanoparticule lipidique permet de modifier cette répartition.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre comment une nanoparticule lipidique peut influencer la manière dont certains médicaments se répartissent dans le corps, en particulier dans le foie. À court terme, ces recherches permettront de faire progresser les connaissances sur les nanomédicaments et sur la façon dont ils sont éliminés par l’organisme. Elles aideront aussi à améliorer la composition des médicaments pour qu’ils soient plus efficaces et mieux tolérés. À plus long terme, la nanoparticule testée dans ce projet pourrait lever l’un des principaux obstacles qui empêchent certains traitements prometteurs d’être utilisés chez l’humain. En réduisant l’élimination rapide des médicaments par le foie, cette technologie pourrait renforcer l’efficacité de traitements déjà disponibles, et ainsi offrir de meilleurs résultats aux patients.
Procédures
Deux injections d’agents thérapeutiques par voie intraveineuse dans la veine de la queue ou une injection intraveineuse et une injection par voie intrapéritonéale seront effectuées sur animaux éveillés (durée 1-4 min). Prises d’images pendant 30 minutes sous anesthésie. Le prélèvement du foie est terminal et réalisé sous anesthésie générale terminale (5 min).
Impact sur les animaux
L’injection des composés thérapeutiques peuvent induire un stress bref qui diminue lorsque les souris retrouvent leur cage et leurs congénères. L’imagerie à fluorescence nécessite une anesthésie gazeuse courte qui peut entrainer dans de très rares cas un ralentissement du rythme cardiaque et de la respiration de quelques minutes (2-3 min) n’entrainant pas la mort de l’animal. Le prélèvement du foie est réalisé sous anesthésie générale et analgésie (5 min).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure pour prélèvement du foie.
Remplacement
L’utilisation de souris dans ce projet se justifie par le besoin d’étudier la manière dont les médicaments se répartissent et sont éliminés dans un organisme vivant complet. Les tests réalisés en laboratoire sur des cellules (in vitro) sont utiles au début, mais ils ne peuvent pas reproduire la complexité du corps entier, comme la circulation du sang, le fonctionnement du foie ou les réactions du système immunitaire. Certaines étapes essentielles, comme l’élimination des médicaments par le foie ou leur distribution dans les différents types de cellules, ne peuvent être correctement observées que chez un animal vivant. Le modèle de la souris, bien connu des chercheurs et largement utilisé dans le monde, permet donc d’obtenir des résultats fiables et utiles pour mieux comprendre comment les traitements agissent dans le corps.
Réduction
Le nombre de souris utilisé dans cette étude a été calculé afin d’obtenir des résultats fiables tout en limitant au maximum le nombre d’animaux. Ce calcul permet de s’assurer que les différences observées entre les groupes sont réellement dues au traitement testé, et non au hasard. Il s’appuie sur des méthodes statistiques reconnues, utilisant des formules ou des logiciels spécialisés. Par ailleurs, les nanoparticules utilisées dans l’étude sont rendues visibles grâce à des marqueurs fluorescents. Cela permet de suivre leur évolution dans l’organisme des animaux vivants à l’aide d’images, sans avoir à les sacrifier à chaque étape. Cette méthode permet donc de réduire le nombre total d’animaux utilisés.
Raffinement
Pour garantir le bien-être des animaux, une période d’adaptation d’au moins 5 jours sera respectée avant le début des expérimentations. Pendant cette phase et tout au long de l’étude, les souris seront hébergées dans des cages ventilées, dans un environnement confortable et contrôlé (température, humidité, lumière, qualité de l’air), avec un système d’alarme pour signaler tout problème. Les animaux seront hebergés par petits groupes, selon les normes en vigueur, et les mêmes groupes seront maintenus autant que possible pour éviter tout stress lié aux changements. Des objets adaptés (comme des abris en carton ou des matériaux pour creuser ou s’abriter) seront ajoutés dans les cages pour enrichir leur environnement et favoriser leur comportement naturel. Les animaux seront surveillés chaque jour par du personnel formé, et un vétérinaire sera présent régulièrement pour s’assurer de leur bon état de santé. Des soins d’urgence seront également disponibles à tout moment, y compris les week-ends et jours fériés. Si un animal montre des signes de souffrance importants, il sera pris en charge rapidement et, si nécessaire, mis à mort pour lui éviter toute douleur inutile.
Choix des espèces
Les souris sont utilisées comme modèle préclinique pour étudier comment les traitements se répartissent dans l’organisme. Leur physiologie est bien connue, et il existe de nombreuses souches génétiquement définies, ce qui permet de suivre précisément l’effet des injections dans différents tissus. Deux types de souris seront utilisés dans ce projet : • Des souris qui possèdent un système immunitaire normal. Elles sont un modèle de référence pour étudier la pharmacologie. Elles permettront d’observer comment le système immunitaire peut influencer le traitement. • Des souris dépourvues de thymus et donc sans système immunitaire fonctionnel. Elles sont souvent utilisées pour tester l’efficacité de traitements contre des tumeurs humaines implantées chez la souris. Certaines des thérapies étudiées dans ce projet étant destinées à l’oncologie, ces souris permettront de vérifier l’efficacité et la distribution du traitement dans ce contexte particulier. En combinant ces deux modèles, il sera possible de mieux comprendre comment les traitements se comportent dans différents types d’organismes et s’assurer que les résultats sont fiables et transposables à des études d’efficacité. Les souris utilisées dans ce projet seront des adultes jeunes (entre 7 et 10 semaines), afin que leurs organes et leur système immunitaire soient pleinement développés. Cela permet d’étudier plus précisément comment les traitements se répartissent dans le foie.
Thermoablation de tumeurs solides (PTT) assistée par des nanoparticules photoactives associées à une illumination laser.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Objectifs
Actuellement, un large panel de technologies utilisées pour traiter les cancers est proposé. De l’ablation chirurgicale de tumeur solide à la chimiothérapie, les patients se voient souvent attribuer des combinaisons de traitements afin de maximiser leur rémission et éviter ou limiter tout risque de récidive. Parmi les nouvelles approches développées, la thermoablation émerge clairement en tant que nouvelle technique de traitement localisé en pleine expansion. Ceci provient du fait qu’un échauffement ou refroidissement important des cellules cancéreuses entraine la nécrose des tissus tumoraux. Chacune de ces technologies comportent de nombreux avantages, tels que la diminution du caractère invasif de la résection de la tumeur avec un suivi du traitement et des échauffements en temps réel par des méthodes d’imagerie biomédicales multiples. Cependant,la principale limite du traitement par échauffement est la précision et le contrôle des élévations de température exclusivement dans les tissus cancéreux. Afin de surpasser ces limites, des recherches mettent en jeux l’utilisation d’objet chimiques de taille nanométrique (nanoparticules) physiquement activables qui s’accumulent préférentiellement dans les tissus malades (zones tumorales). L’objectif majeur de ce projet est l’évaluation de l’efficacité de nouvelles nanoparticules activables par un Laser pour traiter des tumeurs solides de petites tailles. Ces nanoparticules sont capables de convertir une énergie lumineuse de faible puissance (le laser) en une énergie thermique. Cette technologie pourrait permettre la résection tumorale sans avoir recours à la chirurgie traditionnelle, souvent insuffisante et parfois incomplète. Elle permettrait également de mieux contrôler les échauffements et réduire considérablement les puissances d’illumination pouvant provoquer des douleurs et des sensations de brûlure chez les patients. Pour ce projet expérimental, l’élévation de température nécessaire pour la résection de la tumeur sur l’animal serait contrôlée en temps réel grâce à l’utilisation d’une caméra thermique puis d’une IRM couplée à la thermométrie. Ainsi nous pourrons réguler instantanément les durées d’illumination ou encore les puissances nécessaires afin d’avoir les meilleurs résultats et limiter les inconforts ou les effets non désirables.
Bénéfices attendus
Proposer une nouvelle stratégie de traitement contre des cancers solides (cancer colorectal, cancer de la prostate ou cancer du sein) en combinant l’utilisation d’objets chimiques de taille nanométrique (nanoparticules) et leur illumination avec un laser. Ces nanoparticules ont la particularité d’être activables par une source de lumière (laser) pouvant être amenée jusqu’à la tumeur par les voies naturelles du patient (urètre, rectum, œsophage, …) ou par microchirurgie peu invasive. Cette combinaison entre lumière et agent chimique induit des élévations de température améliorées, rapides et suffisamment importantes afin de provoquer une diminution de la masse tumorale. Ainsi nous souhaitons améliorer la méthode LITA (Light-Induced Thermal Therapy) de thermoablation et nous envisageons dans l’avenir que ces nanoparticules pourraient être une solution sur un traitement précis, contrôlé et transposable à l’échelle clinique.
Procédures
Injection sous la peau : une fois, moins de 30 secondes, sous anesthésie. Injection dans la veine : une fois, moins de 30 secondes, sous anesthésie. Positionnement d’un cathéter dans la tumeur sous cutané : une fois, entre 30 minutes et 1 heure, sous anesthésie. Echauffement par le laser au niveau de la tumeur : une fois, jusqu’à 15 minutes, sous anesthésie. Imagerie : 6 séances de 5 minutes, sous anesthésie.
Impact sur les animaux
La greffe des cellules cancéreuses en sous cutané peut engendrer un risque d’infection au niveau du site d’injection, une douleur ou une faible perte de poids. La présence de la tumeur peut engendrer une gêne chez l’animal. L’animal pourrait éventuellement développer une mauvaise réaction suite à l’injection des nanoparticules. Une douleur au niveau du site d’injection des nanoparticules pourrait être ressentie. Des risques de brûlures dus à une élévation de température trop importante pourraient également survenir. Ils seront limités grâce à l’utilisation d’une évaluation en temps réel des élévations de température et d’une possibilité d’adaptation de la puissance d’irradiation afin de ne pas dépasser les seuils de température néfastes à l’animal. Un risque d’hypothermie lié à l’anesthésie existe, cependant les souris anesthésiées seront systématiquement placées sur un tapis chauffant. L’immunodéficience des animaux peut entrainer une infection par des pathogènes.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés afin de récupérer des prélèvements analysés ultérieurement.
Remplacement
Des premiers tests d’élévation de température ainsi que des efficacités d’échauffement ont été réalisés sur des systèmes fantômes (gels d’agar) permettant de mimer un tissu biologique. Différentes quantités d’agents chimiques pouvant provoquer un échauffement sous illumination ont été testées sur ce système. Les élévations de température obtenues étaient excellentes cependant la température initiale des gels employés (18-20°C) n’est pas comparable avec la température d’un animal et induisent donc directement à une évaluation d’efficacité d’échauffement faussée. De plus, les agents chimiques en milieu biologique peuvent également subir des dégradations pouvant engendrer une diminution de leur efficacité. Des tests sur cellules ont également été réalisés afin de vérifier que l’agent chimique rentre bien dans les cellules cancéreuses au cours du temps et qu’il n’est pas toxique. Cependant, dans les tests communément effectués, les cellules sont toutes de même nature, la densité cellulaire n’est pas comparable à un tissu, le système n’est pas vascularisé… en d’autres termes, le modèle cellulaire n’a pas l’exactitude que du modèle animal, ce qui peut conduire à de faux positifs (et de faux espoirs pour les patients). De plus, le contrôle d’élévation de température par suivi par imagerie de résonance magnétique (IRM) n’est pas techniquement applicable aux modèles cellulaires alors qu’elle est adaptée (et communément utilisée) pour l’homme. Pour ces raisons, le modèle in vivo semble inévitable.
Réduction
Les premiers tests préliminaires réalisés sur gels d’agar ont révélé d’excellents résultats. Les tests d’innocuité des nanoparticules en l’absence de lumière sur des cellules cancéreuses ont été réalisés en amont. Les souris seront porteuses de 2 tumeurs sous-cutanée afin d’avoir une tumeur contrôle et une tumeur traitée pour chaque animal ce qui nous permettra de réduire le nombre d’animaux utilisés tout en ayant une meilleure fiabilité du contrôle. Une étude pilote est prévue afin de vérifier l’efficacité des nanoparticules couplées à une activation par la lumière sur la régression des tumeurs. Si les résultats ne sont pas concluants le projet sera stoppé. L’analyse de l’élévation de la température et de l’étendue de la zone de chauffage sera mesurée. Elle nous permettra également de réduire les effectifs et de limiter les complications pouvant survenir avec des échauffements trop importants. Les tissus tumoraux après illumination et observation seront analysés post-mortem. Le suivi de la localisation du médicament au cours du temps suite à l’injection par voie sanguine sera effectué par imagerie de fluorescence qui est une méthode d’imagerie non invasive permettant de faire un suivi longitudinal (dans le temps) sur un même animal. Le nombre d'animaux a été déterminé en utilisant un logiciel dédié et des études statistiques seront réalisées.
Raffinement
Les souris seront acclimatées pendant 7 jours après leur arrivée dans l’animalerie. Les souris sont hébergées en groupes sociaux avec un enrichissement du milieu (tunnel ou maison, paille, bâton à ronger) sur un portoir ventilé. L’hébergement en portoir ventilé permet de limiter les risques d’infection des animaux par des pathogènes et/ou des opportunistes. Les étapes du projet sont réalisées sur animal anesthésié et lors de l’anesthésie l’animal est maintenu sur un tapis chauffant. Les animaux sont surveillés par le personnel de l’animalerie et par l’expérimentateur. Une feuille de score est utilisée pour le suivi de l’animal et pour scorer des points limites adaptés au projet. La feuille de score permet de définir des critères d’arrêt des souffrances et propose des mesures conservatoires bien déterminées.
Choix des espèces
La souris est une espèce de choix en imagerie optique de par sa petite taille. La souris étant un animal de petit gabarit, nous sommes capables de détecter des signaux faibles et profonds en imagerie optique. Le bioimageur utilisé pour l’imagerie de fluorescence est adapté à la souris. Les modèles de tumeurs sous cutanées utilisés dans ce projet ont été établis chez la souris. De plus, la souris étant un petit animal, cela permet de faire des tests avec des petites doses d’agent chimique. Un aspect pratique quant à la quantité d’agents thérapeutiques produits à l’échelle du laboratoire qu’il ne faut pas négliger. Les souris seront utilisées à partir d’un âge de 8-10 semaines correspondant à l’âge de jeunes adultes et à la maturité sexuelle des souris dans l’optique de traiter des cancers hormonodépendants / hormonosensibles comme le cancer de la prostate et le cancer du sein.
Etude pilote pour l’utilisation de nouvelles nanoparticules dans deux modèles de cancer du pancréas chez la souris
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Objectifs
Le cancer du pancréas est la 12e forme de cancer la plus fréquente, mais l’une des plus meurtrières, avec un taux de survie très faible. En France, environ 15 000 nouveaux cas par an (légèrement plus d'hommes que de femmes) sont diagnostiqués avec une incidence en augmentation depuis plusieurs décennies, en partie à cause du vieillissement de la population et de facteurs de risque (tabac, obésité, diabète, alcool...). La survie du cancer du pancréas reste malheureusement l’une des plus faibles parmi tous les cancers, en raison de son diagnostic souvent tardif et de sa progression rapide. En France la survie nette à 5 ans (tous stades confondus) est Hommes : environ 9 % et Femmes : environ 10 %. L’objectif de ce projet est de faire une étude préliminaire (étude pilote) qui lèvera des verrous techniques (variabilité des modèles, voies optimales d’injection des nanoparticules) et scientifiques pour les choix du projet global à venir par la suite. Il s’agit d’une première partie d’étude préclinique pour le développement de nanoparticules thérapeutiques seules ou chargées dans des cellules qui seraient utilisées comme vecteurs. Ces nouvelles nanoparticules seront utilisées dans le traitement du cancer du pancréas. Plus précisément, les nanoparticules seront utilisées en présence de champs magnétiques et ce afin de valider une approche thérapeutique par hyperthermie magnétique. Ceci sera détaillé lors du dépôt de la seconde DAP dans laquelle le protocole thérapeutique sera détaillé. Le projet se découpe en 2 procédures expérimentales : La première procédure expérimentale vise à caractériser le développement tumoral de deux modèles in vivo chez des animaux immunodéficients. La deuxième procédure expérimentale vise à démontrer la tolérance et la bioaccumulation des nanoparticules dans les tissus en comparant deux voies d’administration.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus pour ce projet global sont de pouvoir valider une nouvelle nanoparticule pour le traitement du cancer du pancréas. Cette première partie, courte et considérée pilote nous aidera dans le choix de souche de souris d'intérêt, le type de cellules vecteurs plus pertinentes, la dose de nanoparticules et la voie d'administration d'intérêt. Cela permettra donc de réduire le nombre de groupes expérimentaux par la suite pour l’étude thérapeutique.
Procédures
Les animaux sont soumis à plusieurs types d’interventions : - chirurgie : injection de cellules sous-cutanée de cellules tumorales : 144 souris concernées = 5 min /souris - injection intraveineuse : 72 souris saines + 36 souris avec tumeurs = 5 min /souris - injection intra-tumorale : 36 souris avec tumeurs = 5 min /souris
Impact sur les animaux
D’après l’expérience du laboratoire concernant les procédures expérimentales, nous pouvons imaginer observer une perte de poids et de motricité chez les animaux ayant développé des tumeurs sous-cutanées de volume important. Afin d’éviter cela, nous avons prévu un volume maximum de tumeur à atteindre de 1500mm3. L’inoculation de tumeur sous-cutanée peut induire des douleurs, juste après l’inoculation. Pour la deuxième procédure, l’injection des particules véhiculées dans les différents types cellulaires est prévue en intraveineux. Une gêne autour de la veine de queue utilisée peut apparaître à ce moment. Dans le groupe avec une tumeur, les douleurs dues à l’inoculation de la tumeur en sous-cutanée peuvent apparaître juste après l’inoculation.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort.
Remplacement
L’utilisation de modèles in vivo permet d’intégrer différentes composantes, indispensables à la compréhension des mécanismes de développement tumoral et de réponses aux traitements. Ce projet a été initié sur des cultures de lignées humaines de cancer de pancréas afin de déterminer le comportement de ces lignées. Ce projet ne peut cependant pas être intégralement effectué sur ces modèles de remplacement in vitro ou in silico. Le projet par lui-même est une étude pilote pour établir le bon choix de souche de souris, de modèle tumoral et de voie d’administration de la molécule d’intérêt qui traitera in fine des cancers du pancréas. Une suite est prévue une fois ces informations traitées.
Réduction
Nous avons établi des groupes d’animaux minimaux pour permettre de suivre à différents temps l’évolution de la tumeur ainsi que la voie d’administration et les doses optimales à utiliser pour l’utilisation des nanoparticules dans les cellules vectrices. De plus, des simulations statistiques ont été réalisées à l’aide de données issues de la littérature complétées par des simulations à l’aide d’outils en ligne régulièrement utilisés en recherche.
Raffinement
À leur arrivée, les animaux seront placés en groupe sociaux de trois individus par cage, dans des cages standards répondant aux normes européennes. Ils bénéficieront d’un temps d’adaptation avant toute expérimentation de minimum 6 jours et également d’enrichissement dans leur cage (roue d’activité, cartons, coton). Une surveillance étroite des animaux sera effectuée, de leur arrivée à la fin du protocole, par un personnel compétent, afin de déterminer leur état général (mesure du poids, évaluation de l’apparence physique, respiration). Si nécessaire, ce même personnel mettra en place des mesures afin d’améliorer le bien-être animal. Cette évaluation sera faite trois fois par semaine incluant une mesure de poids par balance et mesure des volumes tumoraux au pied à coulisse. Les animaux disposeront de croquettes humidifiées dans le fond de leur cage ainsi que de complément alimentaire (DietGel Recovery) afin de limiter et compenser la perte de poids attendue suite aux procédures expérimentales. Les procédures ont été pensées de manière à limiter au maximum la souffrance animale par l’administration d’agents analgésiques et anesthésiques appropriés et par le choix de points limites cohérents. Il s'agit d'animaux OGM, au système immunitaire affaibli. Ils sont donc hébérgés en animalerie spécifique, en environnement controlé afin d'éviter tout risque d'infection et donc éviter un phénotype dommageable.
Choix des espèces
Les modèles tumoraux in vivo sont nécessaires afin d’évaluer l’effet du traitement sur la progression de la tumeur tout en prenant en compte toutes les composantes du microenvironnement tumoral dont les interactions avec les cellules tumorales qui peuvent biaiser l’effet thérapeutique du traitement. Le développement de tumeurs humaines nécessite l’utilisation d’individus immunodéficients afin d’éviter tout rejet de greffe. Nous utiliserons donc des souris au système immunitaire déficient « SCID » qui sont considérées les plus pertinentes dans l’étude de tumeurs pancréatiques. Nous utiliserons des mâles et des femelles, tenant compte que la prévalence du cancer du pancréas touche aussi bien les hommes que les femmes. L’ensemble des animaux utilisés dans cette étude seront de jeunes adultes âgés de 8 semaines en début de protocole. A ce stade, tous les organes sont formés et fonctionnels.
Évaluation de la biodistribution et de l’efficacité thérapeutique de nanoparticules dans les maladies inflammatoires de l’intestin MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Rats : 95
Objectifs
L’objectif du projet est la mise au point d’un outil thérapeutique innovant, afin d’accroitre l’arsenal thérapeutique et d’améliorer l’efficacité de prise en charge des MICI. Pour répondre à cet objectif, trois nouveaux systèmes d'ingénierie constitué des nanoparticules capables de cibler la muqueuse intestinale enflammée ont été développés. Dans le cadre de notre projet d’expérimentation animale initial, nous souhaitons solliciter une extension de sa durée afin de poursuivre nos travaux dans des conditions optimales. Les résultats obtenus jusqu’à présent sont prometteurs et nécessitent une prolongation pour approfondir nos analyses et garantir la robustesse des données. Cette demande est motivée par un imprévu indépendant de notre volonté, ce qui a entraîné une suspension complète des expérimentations et un bouleversement du planning initial. Afin de garantir la cohérence et la qualité scientifique de l’étude, il est essentiel de prolonger la durée du projet pour achever les manipulations prévues et recueillir les données nécessaires. Cette extension ne modifiera pas le protocole expérimental et s’inscrit dans le respect strict des principes éthiques en vigueur, notamment ceux des 3R (Réduction, Raffinement, Remplacement), et n’engendrera pas d’augmentation du nombre d’animaux utilisés.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à développer un outil thérapeutique innovant pour améliorer la prise en charge des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), pathologies pour lesquelles les options thérapeutiques actuelles restent limitées et associées à des effets secondaires importants.Ce projet vise à développer un outil thérapeutique innovant pour améliorer la prise en charge des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), pathologies pour lesquelles les options thérapeutiques actuelles restent limitées et associées à des effets secondaires importants.
Procédures
Les animaux inclus dans ce projet seront soumis aux interventions suivantes, selon les phases expérimentales : Administrations des produits : les systèmes testés seront administrés par voie orale (gavage), rectale ou intraveineuse (injection dans la queue). Chaque administration dure entre 1 et 2 minutes. Ces interventions peuvent être répétées une ou plusieurs fois sur quelques jours. Imagerie in vivo (souris uniquement) : certaines souris recevront des produits marqués afin de permettre des acquisitions d’imagerie sous anesthésie gazeuse, d’une durée de 5 à 15 minutes. Un même animal pourra être suivi jusqu’à 11 fois sur une semaine, ou faire l’objet d’une acquisition unique juste avant euthanasie. Prélèvements sanguins (rats uniquement) : jusqu’à 2 à 3 prélèvements par animal seront réalisés, d’une durée de 1 à 2 minutes chacun. La durée globale de participation des animaux varie selon les phases, allant de quelques heures à environ dix jours, avant un retour en hébergement ou une euthanasie planifiée selon les objectifs de l’étude.
Impact sur les animaux
Certaines interventions prévues dans ce projet peuvent entraîner les nuisances suivantes : Gavage oral : nuisance légère, liée à une contention courte et un inconfort transitoire. Administration rectale : nuisance légère à modérée, en fonction de la sensibilité individuelle. Injection intraveineuse (queue) : nuisance modérée, due à la contention et au geste technique. Imagerie sous anesthésie répétée (jusqu’à 11 fois/semaine) : nuisance modérée, liée à l’exposition répétée à l’anesthésie gazeuse. Modèle inflammatoire intestinal : nuisance modérée à sévère, associée à une perte de poids, troubles digestifs et altération de l’état général. Prélèvements sanguins chez le rat (2 à 3 fois) : nuisance légère à modérée, selon le volume prélevé et la fréquence. Administration de produits faiblement radioactifs : nuisance légère, sans effet clinique attendu. Administration de nanoparticules expérimentales : nuisance inconnue a priori, potentiellement modérée en raison de leur formulation, nécessitant une surveillance adaptée.
Devenir
À l’issue de chaque phase expérimentale, les animaux seront traités comme suit : Animaux ayant reçu des administrations (orale, rectale, intraveineuse) : → Euthanasiés en fin d’étude pour collecte d’organes, sauf si réutilisation possible dans une phase compatible du projet. Souris incluses dans les phases d’imagerie : → Euthanasiées en fin de suivi pour analyses ex vivo ou histologie. Souris incluses dans le modèle inflammatoire : → Euthanasiées à la fin de la période de suivi, pour analyses tissulaires et/ou dosages. Rats ayant reçu des prélèvements sanguins : → Euthanasiés en fin de protocole, une fois les prélèvements terminés, pour analyses complémentaires ou vérification de tolérance. Animaux témoins non traités ou inclus dans des phases courtes sans effet attendu : → Réintégrés en hébergement si leur état est jugé compatible et s’ils peuvent être réutilisés dans une autre phase du projet, conformément à la réglementation.
Remplacement
Le développent des nouveaux médicaments à base des nanoparticules nécessite une évaluation in vivo chez le petit animal en complément des études in vitro, pour déterminer leurs affinités pour la cible et pour étudier leurs comportement/devenir in vivo (biodistribution), ses paramètres pharmacocinétiques, son éventuelle toxicité ainsi que leurs efficacités. En outre, l’acquisition de donnes précliniques sur animaux est imposée par les autorités pour les nouveaux médicaments. Le modèle de pathologie d'inflammation d'intestin sur souris est déjà bien établi, mime au mieux les pathologies ciblées et nous permettra d’acquérir les données nécessaires pour faire la preuve de l’efficacité thérapeutique et la non-toxicité de nos candidats médicaments
Réduction
Le projet a été conçu de manière à limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en garantissant la robustesse et la pertinence des résultats scientifiques. La stratégie expérimentale repose sur une organisation séquentielle des procédures, permettant une prise de décision éclairée à chaque étape du projet. Ainsi, si une étape révèle une absence de ciblage, une toxicité inattendue ou une efficacité insuffisante, les phases suivantes ne seront pas engagées, ce qui permet d’éviter l’utilisation inutile d’animaux. La phase 1, qualitative, vise notamment à identifier les temps pertinents pour les phases ultérieures. En sélectionnant a posteriori un nombre réduit de points temporels (maximum 8) pour les phases 2 et 3, cela permet d’éviter un design trop exhaustif et d’éliminer les temps peu informatifs. Le recours à l’imagerie non-invasive (CCD et SPECT/CT) dans les phases 1 et 2 permet également de suivre la distribution des systèmes chez un même animal au fil du temps (phase 1), réduisant ainsi le nombre de sujets nécessaires à l’analyse cinétique. Dans les phases quantitatives (phases 2 et 3), le recours à l’espèce rat a été privilégié pour les études pharmacocinétiques. Cette espèce, mieux adaptée aux volumes de prélèvements sanguins, permet de limiter le nombre d’animaux nécessaires pour obtenir des courbes précises, en regroupant plusieurs temps sur un même individu, là où cela est autorisé par les recommandations éthiques. Par ailleurs, des outils statistiques ont été utilisés en amont pour calculer le nombre d’animaux nécessaires à la détection d’un effet significatif, sur la base des écarts-types obtenus lors d’études pilotes et des modèles cellulaires. Des effectifs minimums par groupe ont ainsi été définis, tout en garantissant une puissance statistique suffisante pour répondre aux objectifs du projet. Enfin, aucun doublon n’est prévu entre les études : chaque phase répond à des objectifs distincts (profil de distribution, cinétique, efficacité), ce qui évite les redondances expérimentales et limite l’usage excessif d’animaux.
Raffinement
L’ensemble des procédures expérimentales prévues dans ce projet a été élaboré en tenant compte des principes de raffinement, afin de minimiser la douleur, le stress et la détresse des animaux tout au long de l’étude. Chaque technique d’administration a été choisie et adaptée pour limiter les nuisances : la voie orale est peu invasive, la voie rectale est réalisée avec des volumes modérés, et la voie IV est pratiquée uniquement par des opérateurs formés pour garantir rapidité et efficacité, évitant les manipulations prolongées. Les anesthésies nécessaires aux acquisitions d’imagerie (CCD et SPECT/CT) seront réalisées à l’isoflurane, un agent à induction et récupération rapide. Un plateau chauffant à 37°C sera utilisé pendant toute la durée de l’imagerie pour éviter l’hypothermie, et les yeux des animaux seront protégés par un gel ophtalmique. Après chaque anesthésie, les animaux seront placés en cage chauffée et surveillés jusqu’au réveil complet. Les modèles pathologiques sont bien maîtrisés et les signes cliniques (perte de poids, selles, comportement) seront suivis quotidiennement. Une grille d’évaluation clinique et des critères d’arrêt stricts permettront d’euthanasier rapidement tout animal présentant des signes de souffrance excessive. Les conditions d’hébergement, l’enrichissement en cage, et l’habituation des animaux aux manipulations avant les procédures permettront également de réduire le stress. Les prélèvements sanguins réalisés chez le rat tiendront compte des volumes maximaux autorisés et seront espacés pour garantir le confort et la récupération des animaux. Le choix de cette espèce, plus tolérante aux volumes de sang nécessaires à l’analyse, participe directement à une approche plus éthique. Enfin, les protocoles seront ajustés de façon dynamique à chaque phase, en fonction des résultats obtenus, permettant d’éliminer les conditions ou temps expérimentaux non pertinents. Cette approche itérative permettra de réduire la souffrance animale en optimisant en permanence les procédures.
Choix des espèces
La souris représente un modèle expérimental privilégié pour les investigations de la physiopathologie des maladies inflammatoires de l’intestin survenant chez l’homme et permet d’objectiver l’apparition d’une colite en moins de 10 jours chez un animal non transgénique et non immunodéprimé. Pour la détermination de la pharmacocinétique (PK), les rats sont l’espèce animale de prédilection et sur laquelle un maximum de données historiques est disponible. Les rats ont été choisis pour des raisons de raffinement. Nous avons choisi les rats parce que les méthodes d'étude de nos produits nécessitent des volumes importants de sang que nous ne pouvons atteindre en utilisant des souris. En effet, les volumes prélevés peuvent être plus important que chez la souris nous permettant ainsi de réaliser des analyses plus précises et de réduire le nombre d’animaux utilisés. Il est important de noter que les rats utilisés lors de cette procédure seront des rats sains. Le modèle a été développé et validé sur des souris âgées de 8 à 10 semaines. Ainsi, les souris seront toutes âgées de 8 à 10 semaines lors de leur inclusion dans les procédures. Pour les études de pharmacocinétique sur les rats, ces derniers seront tous âgés de plus de 8 à 10 semaines.
Etude de l’efficacité radiosensibilisante de nanoparticules dans le glioblastome chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Objectifs
Ce projet a pour but de caractériser l’intérêt de nouvelles nanoparticules pour les tumeurs cérébrales hypoxiques, décrites dans la littérature comme résistantes aux traitements actuels et notamment à la radiothérapie. Devant le manque d’efficacité des thérapies standards, ce projet se justifie par le besoin d’améliorer, par des approches innovantes, l’efficacité des thérapies actuelles. Un projet équivalent a déjà fait l’objet d’une demande d'autorisation de projet qui a été acceptée avec un début de traitement à J10. Or, pour des raisons d’injectabilité du traitement dans la tumeur, nous désirons débuter le traitement plus tôt (J7) d’où cette nouvelle demande d'autorisation de projet.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu à court terme est une amélioration des stratégies thérapeutiques conventionnelles du glioblastome en utilisant des nanoparticules qui ont montré, par des études précédentes, leur capacité à rester suffisamment longtemps dans la tumeur pour les fractions de radiothérapie. A long terme, le bénéfice attendu est l’administration de ces nanoparticules lors des stratégies thérapeutiques conventionnelles chez l’Homme.
Procédures
Les animaux sont soumis à plusieurs types d’interventions : - Chirurgie (implantation cérébrale de cellules tumorales sous anesthésie générale et injection du traitement) : 30 minutes maximum par animal, réalisée deux seules fois sur chaque animal, les 120animaux sont concernés. - Irradiation (sous anesthésie générale) : 3 séances de 4 Gy sur 3 jours consécutifs : 10 minutes maximum par animal, 48 animaux sont concernés. - Injection d'analgésique (animal vigile) : 1 fois avant la mise à mort pour tous les animaux ; 2 minutes maximum par animal, tous les animaux sont concernés. - Imagerie IRM pour suivi de croissance tumorale
Impact sur les animaux
Les séances fractionnées de Radiothérapie n’induisent pas en elles-mêmes de douleurs, de perte de poids ou de comportement anormal. Ces interventions sont donc légères. Les séances d’imagerie (IRM) n’induisent pas en elles-mêmes de douleurs, de perte de poids ou de comportement anormal. Un autre point limite est ainsi défini par une diminution de la fréquence respiratoire en dessous de 30 respirations / min lors de l’irradiation. S’il est atteint, le pourcentage d’isoflurane sera légèrement diminué et si la fréquence n’augmente pas à nouveau, la procédure sera arrêtée. Cette fréquence est mesurée en continu par un ballonnet abdominal, ce qui nous permet d’être très réactif. Ces nuisances sont très courtes de moins d’une minute. Ces interventions sont donc légères. La procédure chirurgicale pour l’établissement du modèle de tumeur cérébrale et l’injection du traitement peuvent induire des douleurs. Ces nuisances sont atténuées par l’injection d’analgésique et leur durée est de quelques minutes. Ces interventions sont donc modérées. Nous nous attendons à avoir une perte de poids, de motricité et de sensibilité chez les animaux qui auront un développement de glioblastome ; ces effets indésirables surviennent en fin de protocole et grâce au respect des points limites, leur durée est de maximum 24h . A ce titre la procédure dans son ensemble de suivi d'efficacité thérapeutique a été classée sévère.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux sont mis à mort dans le but de récupérer des organes pour analyses post-mortem.
Remplacement
Les tumeurs sont connues pour être multi-compartimentales, c'est-à-dire qu’au-delà du simple compartiment de la cellule tumorale existent la vascularisation, l’hypoxie et l’inflammation qui influent fortement sur la croissance tumorale. L’utilisation de modèles in vivo permet d’intégrer ces différentes composantes, indispensables à la compréhension des mécanismes de développement tumoral et aux réponses aux différents traitements. Ce projet intervient après plusieurs étapes de validation in vitro ayant permis de retenir les meilleures nanoparticules (taille, aspect de toxicité,) mais ne peut pas s’effectuer intégralement sur des modèles de remplacement in vitro ou in silico.
Réduction
L’utilisation des méthodes d’imagerie non invasive se conforme à la réglementation en vigueur dans le respect de la réduction du nombre d’animaux car elles permettent de suivre à différents temps l’évolution de la tumeur chez le même animal sans nécessité d’euthanasie de plusieurs animaux à chacun des temps. Chaque animal est dans ce cas son propre contrôle et permet de réduire le nombre total d’animaux nécessaires pour l’étude. Afin de pouvoir réaliser des analyses statistiques, nous avons réalisé des simulations statistiques à l’aide des données précédemment acquises au sein de l’équipe sur le modèle mais aussi sur les données issues d’autres tumeurs par le partenaire fabriquant les nanoparticules. Ces simulations ont permis de mettre en évidence qu’il faudrait max 12 animaux par sous-groupe de traitement nécessaire afin d’obtenir une différence significative. Ce nombre d’animaux est cependant un nombre maximum et pourra être revu à la baisse durant l’étude après analyse statistiques séquentielles.
Raffinement
A leur arrivée, les animaux seront placés en groupe sociaux (5 souris par cage) dans des cages standards répondant aux normes européennes. Ils bénéficieront d’un temps d’adaptation avant toute expérimentation et bénéficierons également d’enrichissement (roue d’activité, cartons). Les animaux seront surveillés de leur arrivée à la fin du protocole par un personnel compétent afin de déterminer leur état (poids, apparence physique, respiration) et la mise en place, si nécessaire, de mesures afin d’améliorer le bien-être animal. Cette évaluation sera réalisée 3 fois par semaine. Les animaux disposeront de croquettes humidifiées dans le fond de la cage ainsi que de complément alimentaire afin de limiter la perte de poids dû aux procédures expérimentales. Enfin, les différents protocoles ont été pensés de manière à limiter au maximum la souffrance animale par l’administration d’agents analgésiques et anesthésiques appropriés et par le choix de points limites cohérents.
Choix des espèces
Les modèles tumoraux in vivo sont nécessaires afin d’évaluer l’effet du traitement sur les cellules tumorales tout en prenant en compte toutes les composantes du microenvironnement tumoral qui peuvent modifier l’effet thérapeutique du traitement. Nous utiliserons donc des souris immunocompétentes C57Bl/6 car ces souris présentent la composante inflammatoire et notamment macrophagique, cible de notre traitement. Le modèle de tumeur cérébrale utilisé repose sur l’implantation de cellules de gliome GL261, cellules issues de souris femelles C57Bl/6 qui permet alors d’éviter toute inflammation aberrante due au rejet de « greffe » par la souris souche utilisée. Ce projet consiste en une évaluation de l’effet d’un traitement sur un modèle animal de glioblastome. Le choix de la souris est alors idéal pour obtenir des résultats fiables et reproductibles, permettant de réduire à un minimum le nombre d’animaux utilisés. De plus, ces modèles sont déjà maîtrisés dans notre laboratoire. L’ensemble des animaux utilisés dans cette étude seront de jeunes adultes, âgés de 8 à 10 semaines en début de protocole. Cela permettra le développement de tumeurs plus reproductibles. De plus, à ce stade, le cerveau est mature et il est possible de suivre l’évolution des animaux sur des temps longs.
Etude comparative des biodistribution de nanoparticules d’oxyde de fer vectorisée envers un modèle de cancer du poumon xénotopique.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Objectifs
La radiothérapie (RT) fait aujourd’hui partie intégrante de la lutte contre le cancer. Toutefois, et en dépit des nombreux progrès récents, la principale limitation de la RT réside dans son manque de sélectivité spatiale lors de l’irradiation de la zone cancéreuse. De récentes études ont mis en évidence des propriétés radiosensibilisantes pour les nanoparticules d’oxyde de fer (IONPs). Dans ce projet nous testerons ce type d’IONPs dans un modèle de cancer du poumon. Plus précisément, nous étudierons les profils de biodistribution des IONPs après leur administration en utilisant un imageur (appelé imageur par particule magnétique ; MPI) qui permet de détecter le signal magnétique des IONPs. Nous comparerons des IONPs non fonctionnalisées et des IONPs fonctionnalisées avec un peptide spécifique des tumeurs pulmonaires. L’utilisation de ces modèles murins nous permettrait d’étudier le potentiel de nos IONPs de façon bien plus pertinente qu’un modèle in vitro eu égard des contraintes de biodistribution. Ce projet vise à améliorer l’efficacité de nanomatériaux à caractère théranostique, c’est à dire qui permette à a fois le diagnostic des tumeurs tout en améliorant l’effet thérapeutique de la radiothérapie ; théranostique = thérapeutique + diagnostique. Elles pourraient permettre le suivi de la progression du cancer en imagerie à particule magnétique tout en améliorant son traitement.
Bénéfices attendus
Ce projet s’inscrit dans le cadre du test de l’efficacité de nouveaux nanomatériaux à caractère théranostique (= thérapeutique + diagnostique) dans le cadre de la lutte contre le cancer. Il est attendu que ceux-ci auront un effet thérapeutique en augmentant l’efficacité des traitements par radiothérapie, tout en permettant le suivi du développement ou de la régression des tumeurs. Cet aspect nous semble particulièrement important au vu de la haute prévalence des traitements par RT en cancérologie moderne et de ses principales limitations (dont le manque de sélectivité spatiale lors de l’irradiation de la zone tumorale). À long terme, nous pouvons donc dire que la finalité de cette étude est donc d’augmenter la survie des patients traités par radiothérapie et de conduire à une rémission totale.
Procédures
Une inoculation de cellules tumorales sera réalisée par injection sous cutanée. Cette injection se fait sous anesthésie n’excédant pas 30 minutes. Au cours des semaines suivant cette injection, un suivi de la taille de la masse tumorale est réalisé 2 fois par semaine. Cette mesure rapide ne nécessite ni mesures de contention ni anesthésie. Une fois la tumeur développée, un mois après l’inoculation, les souris seront étudiées en imagerie par particule magnétique MPI. Pour cela les souris seront anesthésiées, un agent de contraste sera administré et les souris seront placé dans l’imageur sous anesthésie, en suivant la profondeur de l’anesthésie via la vitesse de respiration et le scan d’imagerie sera effectué. Dans la mesure où cette procédure est suivie d’une imagerie, l’animal sera anesthésié pendant l’injection (cette anesthésie a une durée estimée de moins d’une heure). Des examens d'imagerie des particules magnétique auront lieu périodiquement pendant un maximum de 3 semaines.
Impact sur les animaux
L’inoculation en sous-cutané des cellules tumorales peut entrainer une souffrance ou une angoisse légère de longue durée et avoir une incidence légère sur le bien-être ou l'état général de l’animal, nous surveillons pour cela que la taille de la tumeur et la présence de signe de souffrance. L’administration des particules d’oxyde de fer (IONPs) n’est pas associée à d’effets secondaires susceptibles de porter atteinte au bien-être de l’animal. L’évolution de la masse tumorale et de la biodistribution des IONPs seront évalués par des techniques d’imagerie non ionisante et non invasive. Par conséquent, l’inconfort généré lors de cette manipulation sera limité à l’anesthésie de l’animal. Il en découle que les animaux sont susceptibles d’éprouver un inconfort et une angoisse transitoire et de faible intensité.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin d'étudier précisément ex vivo la localisation des particules d'oxyde de fer au sein de la tumeur.
Remplacement
Des tests in vitro ont été réalisé sur les particules d’oxyde de fer afin de sélectionner en amont la meilleure synthèse de ces particules. A ce stade, nous devont étudier le dévenir des particules d’oxyde de fer après leur administration dans un organisme, leur intéraction avec un tissu tumoral et la capture par le système immunitaire qui impact la biodistribution. Il est impossible d’étudier ces aspects complexes d’interaction avec la biologie des particules d’oxyde de fer sans utiliser de modèle animal.
Réduction
La réduction du nombre d’animaux utilisés passe par l’utilisation d’un protocole d’induction et de suivi de la masse tumorale déjà mis en place et optimisé par l’équipe des chercheurs travaillant sur ce projet. Le caractère non-invasif et non-ionisant des méthodes d’imagerie in vivo employées permet de suivre le même animal au cours du temps, plutôt que de mettre un animal à mort à différent temps pos-injection. Le nombre total de souris nécessaire pour le projet a été calculé avec un test de puissance statistiques et en estimant la perte de certains animaux. Nous avons donc réduit au maximum le nombre d’animaux nécessaire pour obtenir les informations nécessaires à l’étude de la biodistribution de nos particules d’oxyde de fer, et leur interaction avec un tissu tumoral.
Raffinement
Pendant les procédure d'inoculation des cellules tumorales en sous-cutanée, les souris seront maintenus sous anesthésie. Un analgésique est également administré 20 min avant le début de la procédure. La température de la souris est maintenue avec un tapis chauffant autorégulé à 37°C et un gel ophtalmique est appliqué sur les yeux. L’application d’analgésique local est également utilisé. Après la procédure, les animaux sont suivis régulièrement et une attention particulière est porté sur la présence de signe de souffrance ou de mal être de l’animal. Si des signes clairs de souffrance sont observés en terme de perte de poids, apparence ou comportement révélateur de mal être et taille de la tumeur trop importante, l’animal est mis à mort immédiatement afin de limiter au maximum la souffrance.
Choix des espèces
L’espèce animale utilisée dans le cadre de ce projet est la souris âgée de 8 à 10 semaines, correspondant au stade de jeune adulte. Ce choix est justifié par des considérations scientifiques, physiologiques et éthiques. La souris possède un système immunitaire et vasculaire relativement proche de l’homme et nous savons que les phénomènes de biodistribution et d’intéraction avec le système immunitaire observés seront très similaires chez l’homme. Le stade de souris jeune adulte permet une meilleure standardisation du modèle tumoral, en assurant une réponse homogène à l'inoculation tumorale et en limitant la variabilité interindividuelle. De plus, cet âge est le plus approprié pour tolérer l'anesthésie, la croissance tumorale contrôlée et les procédures répétées (manipulations, imagerie, etc.), sans entraîner de détérioration prématurée de l’état général.